Vivaismo: tecnologie per un settore in crescita

Il vivaismo riguarda più comparti produttivi compreso quello della commercializzazione delle piante ornamentali, ortive, arboree e arbustive. Su scala globale il primo produttore è la Cina. In Europa l'Olanda ha una struttura commerciale e organizzativa che le consente di primeggiare nel mercato globalizzato. In Italia le regioni più attive sono la Liguria, la Toscana, l'Emilia Romagna e la Puglia. Il settore è di grande importanza sia in termini economici sia occupazionali, e richiede elevati investimenti e manodopera qualificata

 

La struttura produttiva del vivaismo è molto articolata. Nel semenzaio, nel nestaio e nel barbatellaio avvengono le prime fasi del ciclo produttivo. La coltivazione avviene  in serra o all’aperto. Nel piantonaio vengono fatte sostare le piante prima della commercializzazione; la tendenza è quella di avere piante in vaso e non nel terreno per i vantaggi che ne derivano nella movimentazione. Il laboratorio di micropropagazione è destinato alla produzione di piante partendo dalla propagazione in vitro di tessuti embrionali. Questa struttura non è però sempre presente, così come quella dedicata alle collezioni di piante madri da cui si preleva il materiale di prima propagazione e cioè semi, talee, marze, eccetera.

Le serre rappresentano un’importante struttura all’interno del settore orto-floricolo. In esse si attuano varie fasi del ciclo produttivo. Alle serre classiche in materiale vetroso o in materiali plastici rigidi (quali il policarbonato) si accompagnano i  tunnel coperti con resina poliestere o film plastici. Questi ultimi sono utilizzati specialmente in orticoltura e per le piante ornamentali a minore esigenza termica.

Per quanto attiene la forma di coltivazione delle colture protette occorre distinguere fra coltivazione su suolo e coltivazione fuori suolo. Nel primo caso la coltivazione può essere in  bancali, su substrati naturali o artificiali, o a terra. I bancali, della lunghezza di 1,6-2 metri, possono essere fissi o mobili. Nella coltivazione a terra si creano dei letti di coltivazione ben delimitati, lasciando delle corsie di servizio. Le colture fuori suolo, alimentate con una soluzione nutritiva, rappresentano un’innovazione significativa già ampiamente diffusa in paesi come l’Olanda. La gestione colturale del fuori suolo è fortemente informatizzata, e si avvale di software dedicati che controllano la concentrazione della soluzione nutritiva e la salinità all’interno del substrato, in funzione della crescita delle colture e dei consumi idrici.

Il riscaldamento della serra viene effettuato con aria calda soffiata in tubazioni forate in polietilene sospese, oppure con acqua calda fatta scorrere in tubi posti sotto i bancali. Nei mesi caldi la temperatura viene limitata con diversi sistemi, dalle aperture automatiche programmate,  alle coperture con reti ombreggianti.

 

Preparazione dei substrati e semina

I substrati possono essere naturali o artificiali. Quelli costituiti da terricci diversi e tra loro miscelati, vengono ottenuti con l’impiego di mulini a martelli, in grado di frantumare materiali  grossolani, e di vagli rotanti, oltre a miscelatori umidificatori. L’invasatura è meccanica con capacità di lavoro di 1500-2500 vasi all’ora. Per i substrati in cubetti si impiegano speciali macchine cubettatrici provviste di seminatrice. La produzione delle piantine per semina avviene nei semenzai, attraverso la semina in cassette o su cassone o su bancale, oppure, in cubetti o in contenitori alveolari. Si impiegano seminatrici fortemente automatizzate e con alta capacità di lavoro. Nella coltivazione su terreno la semina è effettuata con seminatrici pneumatiche di precisione. Nelle soluzioni più avanzate, oltre all’estrema precisione nella disposizione del seme alla distanza e profondità voluta, vi può anche essere il ricorso all’assistenza dei sistemi satellitari.

 

Trapianto, taleaggio e innesto erbaceo

Il trapianto in vaso o in cubetti viene effettuato con trapiantatrici fisse, fortemente automatizzate, oppure con  trapiantatrici mobili che operano direttamente in serra evitando così il trasporto dei contenitori. Le capacità di lavoro sono molto elevate potendo raggiungere le 20.000 piantine all’ora. Nella coltivazione su terreno si impiegano trapiantatrici portate da trattrice con diversi livelli di automazione, da quello manuale di inserimento di ogni singola piantina o cubetto, a quello completamente automatico, quando l’operatore svolge solo funzioni di controllo e si limita a inserire i contenitori alveolari sulla guida. Vengono anche realizzate trapiantatrici molto versatili, in grado di operare con piantine a radice nuda ed anche di una certa dimensione quali sono, ad esempio, quelle forestali. Frequente è la moltiplicazione agamica per talea o altro materiale quale bulbo o rizoma. Per evitare il diffondersi di malattie questi cloni devono essere opportunamente trattati e conservati. Tra i trattamenti vi è la termoterapia che può essere fatta anche sui semi. Può essere eseguita con aria o con acqua ad una certa temperatura e per un tempo determinato che è funzione della coltura e del metodo adottato. Il taleaggio può essere eseguito in modo completamente automatizzato, si parte dall’inserimento di un ramo senza ramificazioni secondarie ed il sistema realizza, senza alcun intervento dell’operatore, la defogliazione, il taleaggio, la movimentazione delle talee per l’ormonizzazione e la posa delle stesse nei contenitori alveolati.

In ragione delle problematiche fitosanitarie che caratterizzano questo settore, che pratica sistemi di coltivazione intensivi altamente specializzati, ma anche a causa dell’insorgere di resistenze agli agrofarmaci, è stato introdotto il sistema di difesa basato sull’innesto erbaceo. Con questa tecnica si mira all’eliminazione dei trattamenti chimici anche per cultivar che non hanno resistenze ai parassiti. Si tratta di un’innovazione  che però non è ancora largamente diffusa.

 

Difesa dai parassiti tellurici e dalle malerbe

La forte specializzazione e intensità colturale favorisce la proliferazione di parassiti tellurici di varia natura, sia nel terreno sia nei substrati, in grado di compromettere lo sviluppo delle piante. Vietato l’impiego del bromuro di metile, la disinfestazione viene effettuata ricorrendo sempre più a metodi termici, dalla solarizzazione al trattamento con vapore tramite impianti fissi o mobili. Gli impianti fissi vengono impiegati per la disinfestazione di substrati per le colture in vaso o su bancale ed anche del terreno in pieno campo. Il sistema più diffuso è l’insufflazione sotto telo che ha una bassa efficienza energetica; il ricorso ai tubi di erogazione interrati porta a risultati più efficaci ma richiede maggiori investimenti.

Gli impianti mobili sono costituiti da due tipologie di macchine, quelle che operano in continuo e quelle che effettuano l’insufflazione a cicli successivi. In entrambi i casi le velocità di avanzamento sono molto ridotte e, specie per la seconda tipologia, la guida è automatica.

Il trattamento di disinfestazione consente anche di colpire i semi di infestanti. La lotta contro le malerbe infatti, viene sempre più eseguita con sistemi integrati e cioè non solo chimici ma anche biologici, meccanici e termici. Tra questi ultimi, oltre l’insufflazione del vapore, vi è anche il pirodiserbo, operato con macchine sempre più performanti.

 

Difesa fitosanitaria

Specie per le piante ornamentali il numero di trattamenti fitoiatrici è molto elevato. Le tipologie di irroratrici impiegate in serra sono le più diverse. Dalle attrezzature spalleggiate, alle irroratrici trainate o semoventi, per arrivare ai sistemi di polverizzazione e nebulizzazione fortemente automatizzati. Questi ultimi sono costituiti da barre irroratrici che scorrono, con velocità preimpostata, su rotaie montate sulla struttura di sostegno della serra e alimentate  da una pompa, attraverso un circuito idraulico. Il controllo è effettuato da una centralina che rende il trattamento completamente automatizzato. Il ricorso ad ugelli appropriati e il controllo delle pressioni, consentono sensibili risparmi di fitofarmaco rispetto ai trattamenti tradizionali.

I generatori di aerosol a polverizzazione termica invece, sfruttano il principio della pulsoreazione per generare gas caldi (500°C) che vengono spinti ad alta velocità (40 m/s) polverizzando istantaneamente la miscela del fitofarmaco, con formazione di goccioline inferiori ai 5 micron. In questo modo i volumi di irrorazione sono molto bassi (20 l/ha). Anche per la  difesa dai parassiti si mira a ridurre sempre più la lotta chimica, ricorrendo a sistemi di lotta integrata, che fanno ricorso alla lotta biologica e all’innovazione biotecnologica. Su questa strada si stanno indirizzando le stesse ditte produttrici di agrofarmaci, che sempre più riducono la messa in commercio di nuove molecole.

 

Irrigazione

Le necessità irrigue delle colture in serra sono molto elevate. Mediamente, per le colture a ciclo continuo i fabbisogni idrici annui sono dell’ordine di 2000-3000 l/m².

Il metodo più semplice per mantenere un determinato regime idrico è quello basato sull’impiego di tensiometri, inseriti nel substrato, che mandano il segnale per l’avvio dell’irrigazione quando viene raggiunto il livello di umidità critica prefissato.

Il sistema irriguo per aspersione è largamente utilizzato. Normalmente si realizza con tubazioni fisse in plastica rigida su cui sono montati gli ugelli a distribuzione centrifuga che operano a pressioni di 10-12 bar. Attraverso questo sistema si effettua anche la fertirrigazione e pure la distribuzione di prodotti fumiganti. Un altro sistema è quello dell’irrigazione a goccia, che permette sensibili risparmi idrici. Per le piante in vaso, la tipologia più adottata è quella dei capillari gocciolanti. Utilizzati sono anche i sistemi di subirrigazione costituiti da tubi di plastica forati interrati a una profondità di 40-60 cm, poggiati su materiale poroso che assorbe l’acqua destinata a risalire in superficie per capillarità.

 

Robotica e automazione

La robotica e l’automazione rappresentano tecnologie innovative che hanno contribuito ad aumentare la competitività in molti settori produttivi. Come si è visto l’automazione per le colture protette ha già raggiunto un soddisfacente livello di maturità nelle istallazioni che riguardano principalmente il controllo delle condizioni climatiche e di illuminazione nelle serre. È infatti abbastanza normale trovare installati sistemi integrati per il riscaldamento invernale, per la gestione motorizzata delle aperture per la ventilazione e il controllo climatico nel periodo estivo. Analogamente, l’automazione ha trovato applicazione nei sistemi di controllo dell’irrigazione, della fertirrigazione e dei sistemi colturali fuori suolo.

La meccanizzazione delle diverse operazioni nel settore vivaistico e nelle serre, denuncia invece qualche ritardo rispetto all’evolversi della tecnologia. L’automazione è spesso limitata all’effettuazione di una sola operazione (innesto, taleaggio). Riteniamo per contro che l’introduzione di sistemi automatizzati di filiera nelle aziende specializzate in colture intensive ad elevato valore aggiunto costituisca uno degli strumenti determinanti per affrontare la competizione rispetto ai tradizionali concorrenti, quali i paesi del nord Europa, o alle nuove realtà emergenti, quali il sud Europa o il nord e centro Africa, forti di un minore costo della manodopera e, in taluni casi, di normative meno severe per la tutela degli operatori e dell’ambiente. Va poi rilevato che i vantaggi derivanti dall’introduzione della robotica e dell’automazione sono amplificati se tutte le fasi della filiera vivaistica vengono integrate con i sistemi ICT, ovvero con i sistemi  tecnologici informativi che sottointendono ai processi di tracciabilità di prodotto ed agli aspetti commerciali e di pianificazione della produzione.

L’attività di ricerca e sperimentazione condotta in questo settore ha portato a realizzare sistemi robotizzati in grado di sostituire l’uomo in diverse operazioni , con l’impiego di un solo robot in grado di montare utensili diversi per eseguire operazioni differenti, dall’innesto ai trattamenti, dalla concimazione alla movimentazione delle piante. Un ruolo importante negli interventi robotizzati è rivestito dal sistema di visione artificiale necessario per identificare e localizzare le singole colture, o parti di esse, sulle quali effettuare la specifica operazione, sia essa un trattamento, una concimazione, una potatura o altro ancora, Questo richiede lo sviluppo di speciali tecniche di elaborazione delle immagini in grado di utilizzare anche la componente della reazione elettromagnetica nel vicino infrarosso.

La disponibilità di queste nuove soluzioni e di prototipi, costituisce, attraverso il costante confronto con gli operatori di settore, una solida base di partenza per la condivisione e la ricerca di linee progettuali comuni tra il mondo della ricerca, quello dei costruttori di macchine e quello degli imprenditori del settore vivaistico.

L’introduzione di nuove tecnologie per l’automazione delle macchine utilizzate in questo comparto consentirà non solo l’abbattimento dei costi di produzione, ma anche l’affinamento di nuove pratiche colturali mirate all’incremento della qualità delle produzioni, alla riduzione dell’impatto ambientale e alla maggiore tutela della salute e della sicurezza dei lavoratori.